一、問(wèn)題的提出
原帶鋼水處理系統主要是由1D、2D、3D三臺水泵電機中任意兩臺從吸水井中抽水，通過(guò)磁分離器過(guò)濾進(jìn)入1#水井，然后由15D或16D水泵電機從1#井中抽水供精軋機組冷卻用水，17D或18D水泵電機從1#水井中抽水向粗軋機組和卷取區域供水，水對設備冷卻后流入地溝，順地下管路自動(dòng)流回沉淀池。正常生產(chǎn)時(shí)，通過(guò)調節V101、V103閥門(mén)調節水量，多余的水流入沉淀池中，生產(chǎn)不連續時(shí)，通過(guò)V102閥門(mén)水流回池中。（如圖1所示）1D、2D、3D功率為135kW，15D、16D、17D、18D功率為260kW，起動(dòng)方式為直接起動(dòng)，這種大功率電機帶負荷起動(dòng)，對電網(wǎng)電壓影響非常大，降低電機壽命，所以使電機不能頻繁起動(dòng)，只有在長(cháng)時(shí)間停軋時(shí)才能停電機，致使在短時(shí)間內停軋只能使水走旁路，造成資源浪費。因此帶鋼車(chē)間水處理系統必須進(jìn)行改造。
圖1：帶鋼水處理供水系統圖
二、解決方案
1、總體思路
改造后本系統共包括S7-300型PLC一臺，1D、2D、3D、15/16D、17/18D五套變頻調速裝置及每套變頻器配置的制動(dòng)電阻、制動(dòng)單元各一套。變頻器1D采用G9-160T3變頻器，2D、3D、15/16D和17/18D采用G9-280T3變頻器，其中1D變頻器配置制動(dòng)電阻RBC-40KW-4Ω一臺、制動(dòng)單元QBU-4220一臺，2D、3D、15/16D和17/18D變頻器配置制動(dòng)電阻RBC-40KW-4Ω兩臺、制動(dòng)單元QBU-4220兩臺。如圖2所示，該系統全部采用自動(dòng)、手動(dòng)與三段速度三種控制方式。
圖2
2、制動(dòng)電阻和制動(dòng)單元在系統中的應用
2.1 1D、2D、3D與15/16D、17/18D水泵電機的降速和停機是通過(guò)逐漸減小頻率來(lái)實(shí)現的，在頻率減小的瞬間，電機的同步轉速隨之下降，而由于機械慣性的原因，電機的轉子轉速未變。當同步轉速小于轉子轉速時(shí)，轉子電流的相位幾乎改變了180度，電機從電動(dòng)狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)；與此同時(shí)，電機軸上的轉矩變成了制動(dòng)轉矩，使電機的轉速迅速下降，電機處于再生制動(dòng)狀態(tài)。電機再生的電能經(jīng)續流二極管全波整流后反饋到直流電路。由于直流電路的電能無(wú)法通過(guò)整流橋回饋到電網(wǎng)，僅靠變頻器本身的電容吸收，雖然其他部分能消耗電能，但電容仍有短時(shí)間的電荷堆積，形成“泵升電壓”，使直流電壓升高。過(guò)高的直流電壓將使各部分器件受到損害。因此，對于負載處于發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)中必須采取能耗制動(dòng)來(lái)處理這部分再生能量。能耗制動(dòng)采用的方法是在變頻器直流側加放電電阻單元組件，將再生電能消耗在功率電阻上來(lái)實(shí)現制動(dòng)。這是一種處理再生能量的最直接的辦法，它是將再生能量通過(guò)專(zhuān)門(mén)的能耗制動(dòng)電路消耗在電阻上，轉化為熱能，因此又被稱(chēng)為“電阻制動(dòng)”，它包括制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻二部分。
2.2 制動(dòng)電阻、制動(dòng)單元的功用：
（1）保護變頻器不受再生電能的危害
1D、2D、3D與15/16D、17/18D水泵電機在快速停車(chē)過(guò)程中，由于慣性作用，會(huì )產(chǎn)生大量的再生電能，如果不及時(shí)消耗掉這部分再生電能，大量的再生電能就會(huì )直接作用于變頻器的直流電路部分。輕者，變頻器會(huì )報故障，重者，則會(huì )損害變頻器。因此，應該使用制動(dòng)電阻，保護變頻器不受電機再生電能的危害。
（2）保證電電源網(wǎng)絡(luò )的平穩運行
制動(dòng)電阻將1D、2D、3D與15/16D、17/18D水泵電機快速制動(dòng)過(guò)程中的再生電能直接轉化為熱能，這樣再生電能就不會(huì )反饋到電源電網(wǎng)絡(luò )中，不會(huì )造成電網(wǎng)電壓波動(dòng)，從而起到了保證電源網(wǎng)絡(luò )的平穩運行的作用。
三、結論
帶鋼冷卻水閉環(huán)控制系統的開(kāi)發(fā)應用提高了軋線(xiàn)供水質(zhì)量，提高了軋輥冷卻了能力，減小了軋輥消耗；降低工人勞動(dòng)強度。開(kāi)發(fā)了PLC、變頻器、制動(dòng)電阻、制動(dòng)單元、自動(dòng)配水等自動(dòng)控制功能，使整個(gè)系統簡(jiǎn)潔、可靠、易于維護，為帶鋼的穩產(chǎn)、高產(chǎn)打下了堅實(shí)的基礎。
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